Python中类的单个实例

Question

我正在创建一个 Python 应用程序，其中包括与服务器的套接字通信。我想要一个可以在我的整个应用程序中使用的模块（其他几个模块）。目前我的模块如下所示：

class SocketCommunication:

    def __init__(self):
        self.socketIO = SocketIO(settings.ADDRESS, settings.PORT, Namespace)

    def emit(self, message, data):
        json_data = json.dumps(data.__dict__)
        self.socketIO.emit(message, json_data)


class Namespace(BaseNamespace):
    def on_connect(self):
        print '[Connected]'

    def on_disconnect(self):
        print "[Disconnected]"

当我在其他模块中使用它时，我会执行以下操作：

import SocketCommunication
self.sc = SocketCommunication()

问题是每次我这样做时，都会创建一个新连接，该连接将在服务器上显示为新客户端，这是不可取的。 据我所知，在 Python 中应该避免使用单例，因此我很好奇这类问题的最佳实践是什么？

Answer 1

以下是在 Python 中使用单例的三种方式。 使用metaclass 和decorator 达到目标。

1. 使用__new__

    class Singleton(object):
        def __new__(cls, *args, **kw):
            if not hasattr(cls, '_instance'):
                orig = super(Singleton, cls)
                cls._instance = orig.__new__(cls, *args, **kw)
            return cls._instance
   
    class MyClass(Singleton):
        a = 1
   
    one = MyClass()
    two = MyClass()
   
    two.a = 3
    print one.a
    #3
    print id(one)
    #29097904
    print id(two)
    #29097904
    print one == two
    #True
    print one is two
    #True
   

2. 使用__metaclass__

class Singleton2(type):
    def __init__(cls, name, bases, dict):
        super(Singleton2, cls).__init__(name, bases, dict)
        cls._instance = None

    def __call__(cls, *args, **kw):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super(Singleton2, cls).__call__(*args, **kw)
        return cls._instance


    class MyClass2(object):
        __metaclass__ = Singleton2

    one = MyClass2()
    two = MyClass2()

    two.a = 3
    print one.a
    #3
    print id(one)
    #31495472
    print id(two)
    #31495472
    print one == two
    #True
    print one is two
    #True

1. 使用decorator

     def singleton(cls, *args, **kw):
        instances = {}
        def _singleton(*args, **kw):
           if cls not in instances:
                instances[cls] = cls(*args, **kw)
           return instances[cls]
        return _singleton
   
    @singleton
    class MyClass3(object):
        a = 1
        def __init__(self, x=0):
            self.x = x
   
    one = MyClass3()
    two = MyClass3()
   
    two.a = 3
    print one.a
    #3
    print id(one)
    #29660784
    print id(two)
    #29660784
    print one == two
    #True
    print one is two
    #True
    one.x = 1
    print one.x
    #1
    print two.x
    #1
   

---

我更喜欢使用decorator。

Answer 2

单例是有争议的，因为它们经常被用作包装全局变量的一种方式。这就是为什么有些人主张避免。全局变量使测试更难，它们限制访问控制，并且经常导致变量之间的强耦合。 （有关为什么全局变量通常是不好的做法的更多详细信息，请参阅http://wiki.c2.com/?GlobalVariablesAreBad）

在您的特定场景中，使用单例很可能是合适的，因为您只是试图阻止 SocketCommunication 被多次初始化（有充分的理由），而不是尝试将其用作全局状态的容器。

请参阅 Are Singletons really that bad? 和 What is so bad about singletons? 了解有关单例的一些讨论。